燃气管道的巡检工作就是要沿着燃气的管道走向对其管道、阀门等设备的运行情况进行仔细的检查与巡视，对于设备存在的缺陷和漏气点，要进行详细的记录，并将其作为燃气巡检工作的数据。随着信息技术的不断发展和无线通讯3G技术的不断成熟，在市场中出现了GPS智能手机终端系统，并得到了广泛的应用与推广[1]。在燃气管网的巡检工作中应用可以解决巡检工作中出现的一些不必要的问题。

1 燃气智能巡检系统的需求分析

燃气公司其主要任务有：①对城市燃气管网进行规划、设计、建设；②发展燃气用户；③安装燃气器具；④为燃气用户提供工期及维修等相关服务；⑤对城市燃气管网进行管理以保证工期稳定、运行安全。燃气公司需组织巡检员对燃气管道安全运行情况进行定时定点巡检，以及时发现生产及运行中所存在的问题，进而及时进行反馈、处理，避免造成较大经济损失，对安全生产与运行产生影响。因此，通过GIS技术手段，并与管道风险评估模型相结合，构建燃气智能巡检管理系统，从而实现该公司的综合管网建设、管理、经营及决策的效率与水平，实现公司社会效益与经济效益的最大化。

1.1 系统功能分析

①移动精确定位、信息准确全面。系统基于燃气巡检管理已有GIS数据通过对移动设备GPS功能与移动GIS技术查询功能的利用，来对巡检管理相关工作具体位置信息进行精确定位，对巡检员轨迹实施跟踪，以确保其工作完整进行。

②为燃气公司日常巡检计划管理与系统人员管理提供方便。通过工单来对日常巡检工作进行管理，有数据中心进行工单编制与下发，巡检员在查询工单后便可了解到巡检的具体任务，管理者则可对工单实施审核与抽查，唯有通过审核的工单方可继续下发至巡检员，实现了由巡检员---数据中心---管理者三层管理模式[2]。

③实施传输巡检信息，预警响应速度及时。在巡检员与数据中心两者之间，本系统使用的是无线通讯技术，从而可将巡检员所采集的现场数据进行实施传输至数据中心服务器，而数据中心又可对巡检数据及时进行处理，比如对燃气管道缺陷进行记录、分类与分等级管理、对灾难或紧急事故实施预警处理、对巡检数据进行统计备份并打印报表等。

④系统安全与其他辅助功能。在登录系统时须进行身份验证，用户权限不同其访问的信息资源也存在差异。比如，只有管理者方可操作系统数据库，而巡检员则唯有成功登陆后才可采集数据与查询工单任务，数据中心人员则可统计并分析巡检数据，但不可任意修改。

1.2 系统流程分析

为有效提高燃气巡检管理工作的成果与效率，基于GIS技术的燃气智能巡检系统就制定巡检任务与执行巡检任务两方面内容针对性地进行详细任务流程分析，从而有效确保数据中心工作人员、巡检员及相关管理者均可充分明确自身职责并严格按照标准流程完成燃气巡检管理工作[3]。

1.3 系统数据分析

当前GIS技术在燃气生产及运行管理等诸方面均已有较多应用。GIS技术具有数据管理功能强大、将属性数据与空间数据完美整合等优点，其上述优点使之成为未来数字燃气巡检的一项不可或缺的技术。以GIS技术为基础的燃气智能巡检系统则是基于当前已有的燃气GIS系统的基础上，利用燃气管道的属性数据与空间数据对其进行二次开发，使之能够满足燃气巡检管理工作的实时性与移动性的要求。

2 燃气智能巡检系统的设计原则

燃气巡检系统的总体设计的有效性，应该依托于巡检系统的设计原则，使得燃气巡检系统具有较强的综合服务能力。

2.1 巡检系统的实用性

燃气巡检管理系统主要是为了实现线路巡检方面能够实现智能化的全覆盖，系统的总体结构功能和原理要充分考虑项目要求，同时要方面操作人员对信息的收集、数据的整理、相关材料的查询，使得操作更为便捷、科学、安全。

2.2 巡检系统的设计的准确性与安全性

智能巡检系统的设计是为了改变人工巡检过程中出现的不安全性和巡检数据的不可靠性，需保证系统所提供的数据的完整性、科学性、可靠性。同时，减少人工参与的危险性。

2.3 巡检系统设计的科学性

由于燃气巡检系统属于能源系统的设计，在系统设计过程中，应该严格遵守国家对于能源行业的相关标准，实现系统设计管道信息、设备信息、监管信息的电子录入，实现科学化、准确化、规范化的信息管理步骤。

2.4 系统设计要遵从发展性原则

燃气巡检系统的设计应具有较强的开放特点，实现巡检系统的功能化设计，为系统后期的发展提供空间和数据平台。与此同时，要保障系统设计中的数据库结构、信息编码等的全面性和统筹性，方便系统的各方面上的深度发展。

3 燃气智能巡检系统的模块设计

3.1 监控端

在监控端当中，目前智能手机的内存和CPU并不能满足本系统读取和显示系统视图的功能，以至于直接调入海量遥感影像显得极为不现实。因此，可采用瓦片切割法来进行栅格数据的读取与显示。而瓦片切割文件能够按照不同的采样率对原始栅格数据进行分层分析，进而在分层的基础上深入切割，使得原始的整体文件能够生成瓦片文件，进而能够通过屏幕显示范围来进行调度。

3.2 移动终端

传统管道巡检模式具有较低的管理效率，通过移动GIS技术可以将巡检系统分别在服务器端和移动端共同应用，智能、高效，全面提高了燃气管道的管理。移动终端的开发以及应用使得巡检操作更为便利，巡检员在日常巡视工作中可直接通过移动端执行各项人机交互的命令，同时也可将数据传输到服务器终端进行统计分析，轻松的实现了燃气管道的管理，方便实施各项巡检任务，同时也为后期的系统维护提供了较大的便利，功能强大，实用性强。

3.3 系统服务器终端

系统服务器终端是巡检管理的主要交互平台，包含系统管理以及管道巡检管理两大功能。系统管理功能是系统管理员对用户登录、角色权限、系统培训等进行的全面、系统性管理；而管道巡检管理则是针对巡检任务而设计的各类管理应用，包括巡检任务的实时监测、审核任务以及审查统计结果等。在进行系统服务终端的设计时主要依靠B/S结构的JavaWeb技术，并采用数据模型层（Model）—视图层（View）—控制器层（Controller）MVC的三层框架模式，该框架模式将数据显示与业务逻辑分离开来，具有成本低、可维护性高以及适用性强等优势，便于操作及工程管理[4]。其系统框架结构图如图1所示。

4 燃气智能巡检系统设计中的关键技术分析

4.1 嵌入式系统技术分析

嵌入式系统具有多种组成部分，主要包括外围硬件设备、嵌入式微处理器、嵌入式操作系统等部分。嵌入式系统技术在多方面都得到了广泛应用，手机操作系统便是其中一个重要领域。随着信息技术的进步、手持移动互联设备的发展，嵌入式系统已渗透进社会生活的方方面面。在智能巡检系统中，可通过嵌入式系统技术来研发手持客户端软件，为巡检工作提供便利。

4.2 GPS定位技术分析

GPS定位系统具有高精度的导航以及定位优势，在海上、空中、陆地中都有着广泛应用，具有全天候、实时性、全球性等特征，操作简便，在智能巡检系统的应用中能够较好对巡检员位置、燃气隐患位置进行定位。手持移动设备中对GPS定位模块进行设计能够较好明确巡检人员的位置信息，并进行实时解析，通过手持终端电子地图进行显示，对巡检人员进行有效监控。

4.3 GPRS通信技术分析

GPRS属于一种无线通信数据处理技术，主要以GSM系统为基础。一般在对GPRS系统进行应用时，须依照一定的规则。由于GPRS技术具有较快的传输速率且实时在线，使得GPRS系统具有较好的可拓展性、适用性、可靠性，能够较好进行维护。可将GPRS作为智能巡检系统的传输网络，能够较好确保数据的传输效果。

4.4 Socket通信技术分析

Socket主要分为服务器、客户端，属于通信方式的一种。客户端主要对Socket的连接请求进行传递，服务器在接受到连接请求后，会与客户端建立联系，之后完成相应的通信会话。在智能巡检系统中，可通过Socket通信技术促进手持客户端、服务器端数据的有效传输。

参考文献：

[1]谭洪艳，赵宇飞，吕宏杰，等.燃气管网智能巡检系统在鞍山市的应用[J].煤气与热力，2010，30（5）：73-75.

[2]李勇，刘甲军，叶延磊，等.燃气智能巡检系统的应用研究[C].//第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文集.2012：677-679.

[3]黄鹏.城市燃气管网智能巡检系统的应用研究[J].企业技术开发（下半月），2015，（7）：177-178.

[4]郑丰收，李进强，陶为翔，等.燃气智能巡检系统设计研究[J].北京测绘，2015，（5）：72-75